作者：向春宇
出版社：清华大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
VR\AR与MR项目开发实战试读：
前言
近几年来，以虚拟现实技术为代表的黑科技得以迅猛发展，增强现实与混合现实技术也日益被大众所熟知。这些新兴技术使得人们的生活方式正在慢慢地发生改变。小到生活中支付宝推出的AR红包，大到国家性的虚拟仿真系统，均体现出这些技术变得越来越重要且运用的场景越来越广泛。
本书的缘起有三，其一是对自己日常积累的知识进行总结归纳，方便日后的复习巩固；其二是由于圈中好友胡良云先生等人与清华大学出版社编辑诚邀编写一本关于虚拟现实、增强现实与混合现实实战类的由浅入深的书籍，以帮助广大的爱好者进行学习，我觉得这是一件很有意义的事情，于是应承了下来；其三是近年来虚拟现实、增强现实与混合现实日益火爆，希望了解进而学习这些技术的人越来越多。正是基于以上三点原因，本人开始尝试写作本书。
本书以浅显易懂的思想贯穿始终，尽量将一些专业知识用简单、贴近生活的语言进行描述。对于知识点，先介绍其含义及用法，再以案例的形式加以巩固，达到融会贯通的效果，从而使读者可以举一反三，将知识点运用到其他案例中。由于本类技术的特殊性，因此书中配备了大量的图片，以图片辅助文字的方式让读者更好地掌握知识点，逐步跟着案例进行练习。传统的本类书籍一般只有少量的代码注释，更加注重实现的理论而轻视代码讲解，使得读者往往不能真正地理解。而本书中涉及的大量代码均有非常详尽的解释，从代码中的每一行注释到每一个新函数的功能介绍，务求让读者在理解实现理论的基础上清晰明了地理解代码。由于本书是从初学者的角度来讲解知识点的，因此无论读者是否有相关经验，都较为容易理解。
在项目中负责各个环节的人员都可以从本书中获取需要的知识。美工人员可以从本书中学习Unity编辑器的基础知识及如何在Unity编辑器中调制出更好的效果，程序员可以从本书中学习虚拟现实、增强现实与混合现实的制作方法，在校的学生可以通过本书进行系统学习。在学习的道路上永远不迟，“Better late than never”，三四十岁才开始学习并取得成功的案例比比皆是，只要付诸行动，就一定会有所收获，或早或晚。
在学习本书的过程中，可能一些软件的版本已经更新，但是软件本身的使用方式与核心功能不会有大的变化。学习本书时，不仅要学会书中的内容，更重要的是学会思维方法，建议先学习前3章，掌握Unity的基础知识后，再学习VR、AR、MR三大部分。本书中的脚本是由C#语言编写的，若在学习过程中感觉理解C#代码比较吃力，建议先学习C#语法基础。南怀瑾先生在其书中提到一种思想，即“先把自己变成一个空杯子、空的宝瓶，接受人家的清水也好，牛奶也好，甘露也好，先装满，再回来进行制作”。学习本书也一样，希望读者先把杯子倒干净，变成空杯子，然后跟着案例一起制作，在制作完成后多想想为什么这么做、在做的过程中使用了哪些技术与知识点、这些知识点还能做其他的什么功能、这个案例是否还有其他的实现方法。如此这般才能将知识学习扎实。
从本书开始构思到完成花费了大半年光阴，从开始计划的6章写到了最终的11章。虽已竭尽全力，但由于水平有限，其中难免有疏漏之处，还望各位读者批评指正。若在学习本书的过程中遇到问题或有建议，可以通过电子邮件联系我（tjdonald@163.com）。
本书配套素材及源代码下载地址：https://pan.baidu.com/s/1JoMxsnsnbv4_vd4DRO_NkA（注意区分数字与字母大小写），还可以扫描下面的二维码进行下载。
若下载有问题，请电子邮件联系booksaga@126.com，邮件标题为“求代码，VR、AR与MR项目开发实战”。
最后，感谢父母的支持与理解、对小女生活的悉心照料，让我没有了后顾之忧，能全身心地投入工作中。感谢妻子王一茹对我写作本书的全力支持，在我低迷的时候，为我加油呐喊，在我迷茫的时候，让我坚持本心。如今我的女儿已经两岁了，希望她能健康快乐的成长。感谢公司（重庆威视真科技）对我的大力支持，同时还要感谢公司中一起奋斗的好同事、好朋友。
向春宇2018年5月第1章Unity快速入门
由于Unity拥有强大的跨平台能力和快速上手的特性，因此被广泛应用到游戏、虚拟仿真（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、混合现实（Mixed Reality，MR）等方向。Unity是全球应用广泛的VR开发平台，91%以上的HoloLens应用使用Unity制作。无论是VR、AR还是MR都可以依赖Unity高度优化的渲染管线与编辑器的快速迭代能力来将XR创意带入现实之中。
腾讯公司出品的火遍全国的王者荣耀、暴雪娱乐出品的炉石传说、HTC VIVE中的实验室（The Lab）等优秀的作品都是使用Unity 3D开发的。1.1 关于Unity
Unity是一款全球领先的行业软件，它提供的强大平台可以创建令人非常着迷的2D、3D、VR、AR、MR的游戏和应用程序，如图1-1所示。Unity还拥有强大的图形引擎和功能齐全的编辑器，能够快速地实现我们的创作意图，也可以很容易地在个人电脑、游戏机、网页、安卓或苹果的移动设备、家庭娱乐系统、嵌入式系统或者头盔现实装备上运行。图1-1 Unity强大的开发平台
Unity远远超过了一般意义上的引擎，能够帮助我们更加快捷地取得成功。开发者完全可以利用Unity编辑器的可扩展性自定义检视面板和属性绘制器，大大加快设计与美术工作的流程。Unity为我们提供了开发高质量应用的所有工具，提高开发者的效率，所提供的工具与资源包括Unity应用商店、Unity云编译、Unity数据分析、Unity广告运营、Unity Everyplay录屏以及分享等。
全球数以百万计的开发者在使用Unity，2016年第一季度，全球玩家有近20亿部移动设备下载使用Unity制作的游戏或应用程序。目前，全球排名前1000位的免费游戏有34%是使用Unity开发的，同时Unity也位于日益增长的虚拟现实市场的前沿，大约有90%的三星Gear VR游戏、86%的HTC VIVE应用和53%的Oculus Rift使用Unity制作。
Unity的国外客户包括可口可乐、迪士尼、乐高、微软、美国国家航空航天局等，在中国的客户有腾讯游戏、完美世界、巨人网络、网易游戏、西山居等。1.2 安装与激活1.2.1 Unity的下载与安装
Unity分为Personal（个人版）、Plus（加强版）、Pro（专业版）与Enterprise（企业定制版）。其中，个人版为免费版本，加强版每月需花费35美元，专业版每月需花费125美元。如果公司的年收入或启动资金超过10万美金，就不能使用个人版。如果公司的年收入或启动资金超过20万美元，就不能使用加强版。而Pro版本可以不受年收入或启动资金的限制。其中的详细对比如图1-2所示。图1-2 各版本Unity对比
Unity的官方下载地址为https://store.unity.com/。选择自己需要的版本，在此以Unity Personal版本为例进行介绍。选择订阅Personal版本，在跳转的页面中显示目前Unity的版本为5.5.2，对系统的要求为Windows 7以上或者Mac OS X 10.8以上，对电脑的配置要求为显卡支持DX9或DX11。若用户使用的是Windows系统，直接单击Download Installer进行下载；若用户使用的是Mac系统，选择Choose Max OS X切换下载内容，如图1-3所示。图1-3 Unity下载页面
目前，Unity支持Windows系统和Mac系统，本节将为读者展示在Windows系统下的安装过程。下载完成之后，可以看见Unity 5.5.2f1的安装文件，双击安装文件即可进入安装界面。单击“Next”按钮，将进入安装说明界面，如图1-4所示。图1-4 安装说明
安装之前，请仔细阅读安装须知，明确无误之后勾选“I accept the terms of the License Agreement”，并单击“Next”按钮进入下一步。
选择需要安装的架构，如64位或32位，单击“Next”按钮进入下一步。建议选择与自身系统一致的架构。
此时，进入Unity安装包的组件选择界面，如图1-5所示。除了安装Unity的主程序之外，还可以选择安装一些说明文档、平台发布支持、案例等工具。下面介绍一下这些可以选择的组件。图1-5 选择安装内容● Unity 5.5.2f1：Unity主程序，必须安装。● Documentation：Unity文档。● Standard Assets：Unity自带的标准资源，建议安装。● Example Project：官方项目案例，建议安装。● Microsoft Visual Studio Tools for Unity：微软的VS开发工具插
件，建议安装。● Android Build Support：安卓平台，建议安装。● iOS Build Support：苹果移动平台。● tvOS Build Support：苹果电视平台。● Linux Build Support：Linux平台。● Mac Build Support：苹果电脑平台。● Windows Store .NET Scripting Backend：基于.NET的微软商店。● Windows Store IL2CPP Scripting Backend：基于IL2CPP的微软
商店。● Samsung TV Build Support：三星电视平台。● Tizen Build Support：泰泽系统平台。● WebGL Build Support：基于WebGL的网页平台。
根据不同的需求选择完安装内容之后，单击“Next”按钮，将进入下载目录及Unity安装目录选择界面，如图1-6所示。图1-6 下载及安装目录选择
选中“Download to”单选按钮并单击右侧的“Browse...”按钮可以自定义上一步所选组件的下载路径，单击“Unity install folder”下方的“Browse...”按钮可以自定义Unity的安装目录。强烈建议将Unity的安装路径指定为非中文目录。
单击“Next”按钮，将进行下载和安装，如图1-7所示。图1-7 下载与安装进度
耐心等待下载和安装完成，最后完成的界面如图1-8所示。界面中的“Launch Unity”默认被勾选，单击“Finish”按钮，Unity将会自动被打开。图1-8 安装完成界面1.2.2 Unity的激活
当Unity安装完成时，用户打开Unity程序会发现界面中显示“License Error”。这意味着Unity没有被激活，暂时还不能够正常使用。需要注册一个Unity的账号，注册地址为Https://id.unity.com/en/conversations/a08d2921-eb3b-4605-99cc-47eb090328a900df?view=register，注册界面如图1-9所示。图1-9 注册界面
需要注意的是，密码的长度要大于8位且包含大小写字母及数字，单击“Create a Unity ID”按钮后，将进入验证邮箱环节。此时，登录注册时的邮箱会收到一封来自“Unity Technologies”名为“Welcome to your new Unity ID”的邮件，如图1-10所示。单击“Link to confirm email”链接将完成整个Unity的注册。出现如图1-11所示的界面，表示注册成功。图1-10 验证邮箱图1-11 注册完成
打开Unity程序，单击右上方的“SIGN IN”按钮，如图1-12所示。进入登录界面，输入刚刚注册的电子邮箱账号与密码，单击“SIGN IN”按钮。进入如图1-13所示的激活界面，单击“Re-Activate”按钮。进入版本选择环节，分为加强版、专业版和个人版本，如图1-14所示。下面将分别介绍各个版本的激活方式。图1-12 Unity初始界面图1-13 激活界面图1-14 选择激活的版本1．激活加强版、专业版
打开Unity下载网站https://store.unity.com/，单击右上方的头像按钮进行登录。待登录成功，网页跳转回下载页面时，选择需要的版本Plus or Pro。以Plus加强版为例进行介绍，专业版与之类似。进入订单选择界面，如图1-15所示。图1-15 订单界面
确认订单信息并单击“Continue to checkout”按钮，进入支付环节。首先确认用户信息，如图1-16所示，完善并确认用户信息无误后，单击“Continue to payment”按钮。接着选择支付方式并查看支付信息，如图1-17所示，完成后单击“Pay now”按钮。若支付成功，则会生成一个序列号。图1-16 用户信息图1-17 支付方式
选中图1-14中的“Plus or Pro”单选按钮，然后输入序列号，即可完成激活。2．激活个人版
选中图1-14中的“Personal”单选按钮，单击“Next”按钮，进入许可证协议界面，再次确认用户的情况，如图1-18所示。图1-18 许可证协议界面
勾选第一项或者第三项，单击“Next”按钮，进入调查页面。对每个调查问题进行选择，然后单击“OK”按钮，即可完成激活。1.2.3 Unity的好搭档Visual Studio
Visual Studio为Unity引擎提供了优质的调试体验。通过在Visual Studio中调试Unity游戏来快速确定问题，例如设置断点并评估变量和复杂的表达式。可以调试在Unity编辑器或Unity Player中运行的Unity游戏，甚至调试Unity项目中外部管理的DLL，如图1-19所示。图1-19 断点调试
通过利用Visual Studio提供的功能（如IntelliSense、重构和代码浏览功能）可以更高效地编写代码，完全按照想要的方式自定义编码环境，例如选择喜欢的主题、颜色、字体以及其他所有设置。此外，使用Unity项目资源管理器了解并创建Unity脚本无须在多个IDE之间来回切换。使用“实现MonoBehaviours和快速MonoBehaviours”向导在Visual Studio中快速构建Unity脚本方法，如图1-20所示。图1-20 快速构建Unity脚本方法
Visual Studio分为社区版本、专业版本与企业版本。三个版本之间的区别在官方网站上有详细的说明，官方网站下载地址为https://www.visualstudio.com/zh-hans/downloads/，可以选择需要的版本进行下载，双击已下载的Visual Studio文件进行安装。1.3 Unity编辑器1.3.1 项目工程
启动Unity后，会让用户选择打开已有的项目工程还是创建一个新的项目工程，如图1-21所示。默认界面为让用户选择一个已经存在的工程文件，这里会列出创建的所有项目工程文件。如果列表中没有，可以单击界面右上方的“OPEN”按钮，选择需要打开的工程文件夹路径。图1-21 选择项目工程
当然，也可以新建一个空的项目工程，单击图1-21中的“NEW”按钮，跳转到新建工程界面，如图1-22所示，在该界面输入项目的名称及项目工程文件的路径。需要注意的是，项目工程最好存放到非中文路径中。单击“Create project”按钮即可创建一个项目工程文件。图1-22 创建新项目工程
当项目工程文件创建完成之后，Unity会自动打开这个工程。可以看到，Unity编辑器分为五大面板，分别为Hierarchy层级面板、Scene场景面板、Inspector检视面板、Project项目面板和Game游戏面板，如图1-23所示。图1-23 Unity界面布局1.3.2 Hierarchy面板
Hierarchy面板包含当前场景中的所有物体，比如模型、摄像机、界面、灯光、粒子等。这些将构成我们的项目场景，可以在层级面板中创建一些基本的模型，比如立方体、球体、胶囊体、地形等，也可以创建灯光、声音、界面等。
下面学习如何创建一个立方体。单击层级面板右上方的“Create”按钮或在层次面板内右击，从弹出的快捷菜单中选择“3D Object”，再选择子菜单中的“Cube”命令即可完成创建，如图 1-24所示。图1-24 创建立方体
还可以在层级面板中改变物体的父子层级，例如选中A物体，将其拖曳到B物体上，此时A物体就变成了B物体的子物体，如图1-25所示，而图1-26中的两个物体就不是父子关系。图1-25 父子关系图1-26 平级关系1.3.3 Scene面板
Scene场景视图用于显示项目中的场景信息，在这个面板中可以对项目场景中的组件进行调整，如图1-27所示。我们将使用场景视图来选择和定位环境、玩家、相机、敌人以及其他游戏对象。在场景视图操作对象是最重要的功能之一，所以需要能够迅速操作它们。为此，Unity提供了常用的按键操作。● 按住鼠标右键进入飞行模式，并按WASD键（Q和E键为上下）
进入第一人称预览导航。● 选择任意游戏对象后按F键，这会让选择的对象最大化显示在场
景视图中心。● 按Alt键并单击鼠标左键拖曳，围绕当前轴心点动态观察。● 按Alt键并单击鼠标中键拖曳来平移观察场景视图。● 按Alt键并点鼠标右键拖曳来缩放场景视图，和鼠标滚轮滚动作
用相同。图1-27 Scene视图提示当单击图1-27右上方的锁时，将不能进行旋转操作，直至再次单击。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]